生物水质监测技术利用水生生物对其水体环境变化而产生的生理及行为变化,实现对水体环境质量恶化趋势的预测和突发污染事件的报警。该技术能更直观地反映多种污染物在自然条件下对鱼类行为的产生影响及危害程度,是水体质量环境监测的重要技术之一。因此,如何提取有效的鱼类行为特征,并确定该行为与水体质量变化两者之间的关系,是实现生物水质在线监测方法研究中的关键重要问题。本文以鱼类群体作为水体环境的指示生物,并结合生物毒性实验,通过分析水体质量变化对鱼类群体行为产生的影响,构建了正常水质下鱼群行为的计算模型,并完成了一个基于鱼群群聚行为的水质在线监测系统。主要研究内容包括：1.研究了基于图论和均匀性测度的鱼群目标分割方法。基于图论的彩色图像分割方法实现了鱼群目标的分割,以均匀性测度作为图像评价指标,结合拉普拉斯算子求得最佳的分割效果。该方法改善了边缘和纹理的效果,并提高了鱼类分割的性能。2.研究了鱼群群聚性行为特征的建模。在鱼群目标分割结果的基础上,建立了鱼群群聚性社会行为的计算模型,基于Delaunay三角网划分方法求得鱼群重心,通过分析在正常水体质量下鱼群重心和群体分布的统计数据,得到正常水质下鱼群的行为特征。3.研究了基于鱼群群聚性行为特征的在线水质监测方法。在提取鱼群群聚性社会行为特征的基础上,计算出基于该特征的水质异常预警时间和阈值,通过不同的水体污染物验证了该模型的正确性。